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摘要
目的 探究海洋工程装备表面高效高质量强化及改性新技术，提高17-4PH不锈钢层制备效率及综合性能。方法 采用高速激光熔覆技术制备17-4PH丝材、17-4PH丝材协同B4C粉末及17-4PH丝材协同Cr3C2粉末3种熔覆层。通过X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪等仪器分析熔覆层的组织结构。利用显微硬度计及电化学工作站测试熔覆层的硬度及耐蚀性。结果 17-4PH丝材熔覆层主要为α相(马氏体)，而2种丝粉协同熔覆层的相结构除α相(马氏体)外还出现γ相(奥氏体)。3种熔覆层组织及成分整体均匀，丝粉协同熔覆层晶界出现Cr、Nb等碳化物析出，表层分布碳化物颗粒。碳化物颗粒的添加提高了熔覆层硬度，尤其是B4C颗粒，其作为硬质相来增强熔覆层，在均匀细化晶粒的同时使得晶界和晶内析出大量第二相颗粒，硬度较未添加碳化物颗粒的17-4PH丝材熔覆层提升约35.53%。3种熔覆层在3.5%Na Cl溶液中的耐腐蚀性均较好，尤其是协同添加Cr3C2颗粒的熔覆层，相较于17-4PH丝材熔覆层，其腐蚀电流密度由0.592 400μA/cm2降低至0.014 094μA/cm2，腐蚀电位由–0.314 05 V提高至–0.134 64 V。结论 在40 mm/s的熔覆速度下，使用协同预热的焊丝与同轴送进的粉末，高效高质量制备了不锈钢层，充分结合了热丝熔覆效率高及送粉熔覆成分易调节等优点。相较于17-4PH丝材熔覆层，2种丝粉协同熔覆层的物相均除α相外出现了γ相，碳化物的添加细化了组织，且晶界有新的析出相。17-4PH丝材协同B4C粉末熔覆层硬度显著提高，而17-4PH丝材协同Cr3C2粉末熔覆层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性明显提升。
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